JP2002120764A - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】左右一対のフロントサイドフレーム間に支持さ
れたエンジンまたはパワートレーンの前方部において車
両前後方向に配設されたエネルギ吸収部材を設けること
で、車両の正面衝突時にエネルギ吸収部材に入力された
荷重入力をエンジンまたはパワートレーンに伝達するこ
とができ、これにより正突時に衝突初期のエネルギ吸収
荷重を高め、乗員に付勢される荷重値を低減することが
でき、また衝突エネルギをエンジンまたはパワートレー
ンで受けるので、フロントサイドフレームの曲がりを少
なくすることができる自動車の前部車体構造の提供を目
的とする。 【解決手段】左右一対のフロントサイドフレーム１１，
１１を備えた自動車の前部車体構造であって、上記各フ
ロントサイドフレーム１１，１１の間の位置において支
持されるエンジン２６またはパワートレーン２５と、上
記エンジン２６またはパワートレーン２５の前方部にお
いて車体前後方向に配設されたエネルギ吸収部材４０，
４０とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、左右一対のフロ
ントサイドフレームを備えた自動車の前部車体構造に関
し、特に正面衝突時に乗員に作用する減速度を低減する
ことができる自動車の前部車体構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例の自動車の前部車体構造と
しては、例えば特開２０００−５３０２２号公報に記載
のものがある。すなわち、図１０、図１１に示すように
車体前部において前後方向に延びる左右一対のフロント
サイドフレーム９１，９１を設け、これら両フロントサ
イドフレーム９１，９１の外部には斜め前方外部に延び
る副ビーム９２，９２(斜め方向ビーム)を取付け、ノー
マル時(非衝突時)においてはバンパレインフォースメン
ト９３と副ビーム９２，９２前端との間に間隔９４，９
４を形成したものである。

【０００３】そして、この従来構造によれば、車両の正
面衝突時に衝突荷重をバンパレインフォースメント９３
を介してフロントサイドフレーム９１，９１に伝達し、
衝突初期においてはフロントサイドフレーム９１，９１
の前部(バンパレインフォースメント９３に対する結合
部近傍)が圧壊する比較的変形荷重の大きい変形が開始
され、車体減速度が急峻に立上がる。

【０００４】このフロントサイドフレーム９１，９１の
圧縮変形により上記間隔９４，９４がなくなり、バンパ
レインフォースメント９３からの入力荷重は斜め方向に
延びる副ビーム９２，９２に伝達されるので、フロント
サイドフレーム９１，９１は該副ビーム９２，９２から
の側方荷重を受けて図１１に示すように車幅方向内方へ
折り曲がり変形し、車体減速度が減少する。

【０００５】そこで、上述車体減速度が急速に低下する
領域でシートベルトの伸びがピークに達するように設定
することで、乗員減速度を大幅に低減すべく構成したも
のである。

【０００６】しかし、この従来構造において左右一対の
フロントサイドフレーム９１，９１の間にエンジンまた
はパワートレーンを横置き支持させた場合、図１１に実
線で示すようなフロントサイドフレーム９１，９１の屈
曲がエンジンまたはパワートレーンで阻害される問題点
があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、左右一対
のフロントサイドフレーム間に支持されたエンジンまた
はパワートレーンの前方部において車両前後方向に配設
されたエネルギ吸収部材を設けることで、車両の正面衝
突時にエネルギ吸収部材に入力された荷重入力をエンジ
ンまたはパワートレーンに伝達することができ、これに
より正突時に衝突初期のエネルギ吸収荷重を高め、乗員
に付勢される荷重値を低減することができ、また衝突エ
ネルギをエンジンまたはパワートレーンで受けるので、
フロントサイドフレームの曲がりを少なくすることがで
きる自動車の前部車体構造の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明による自動車の
前部車体構造は、左右一対のフロントサイドフレームを
備えた自動車の前部車体構造であって、上記各フロント
サイドフレームの間の位置において支持されるエンジン
またはパワートレーンと、上記エンジンまたはパワート
レーンの前方部において車両前後方向に配設されたエネ
ルギ吸収部材とを備えたものである。上記構成のエネル
ギ吸収部材はフレーム部材に設定することができる。

【０００９】上記構成によれば、車両の正面衝突時に上
述のエネルギ吸収部材に入力された荷重入力をエンジン
またはパワートレーンに伝達することができる。このた
め正突時に衝突初期のエネルギ吸収荷重(つぶれ初期の
減速度)を高めて、乗員に付勢される荷重値を低減する
ことができる。また衝突エネルギをエンジンまたはパワ
ートレーンで受けるので、フロントサイドフレームの曲
がりを少なくすることができる。

【００１０】この発明の一実施態様においては、上記エ
ネルギ吸収部材の前端はバンパレインフォースメントの
前端と略対応する位置に設定されたものである。上記構
成によれば、エネルギ吸収部材の前端をバンパレインフ
ォースメント前端と略同位置まで延設したので、衝突時
のエネルギ吸収荷重を衝突初期から立ち上げることがで
き、つぶれ初期の減速度をより一層良好に高めることが
できる。

【００１１】この発明の一実施態様においては、上記エ
ネルギ吸収部材の後端とエンジンまたはパワートレーン
との間には、該エンジンまたはパワートレーンの振動を
許容する間隙が設けられたものである。

【００１２】上記構成によれば、上述の間隙によりエン
ジンまたはパワートレーンの振動が許容されるので、エ
ネルギ吸収部材はエンジンまたはパワートレーンの振動
を受けない。しかも、車両衝突時にはエネルギ吸収部材
の後退により上記間隙がなくなって、入力荷重をエンジ
ンまたはパワートレーンに確実に伝達することができ
る。

【００１３】この発明の一実施態様においては、上記エ
ネルギ吸収部材はその前端をバンパレインフォースメン
トに取付けると共に、エネルギ吸収部材の中間部をペリ
メータフレームに前後方向に移動可能に支持させたもの
である。

【００１４】上記構成によれば、エネルギ吸収部材の前
端はバンパレインフォースメントに、または中間部はペ
リメータフレームにそれぞれ支持されるので、このエネ
ルギ吸収部材の支持が確実となり、衝突時には該エネル
ギ吸収部材の前後方向への移動(つまり後退動)によりエ
ンジンまたはパワートレーンに衝突荷重を確実に伝達す
ることができる。

【００１５】この発明の一実施態様においては、上記エ
ネルギ吸収部材を設け、これら複数のエネルギ吸収部材
はエンジンまたはパワートレーンの少なくとも前方左部
と前方右部との両部から互に平行に前方へ延出されたも
のである。

【００１６】上記構成によれば、正面衝突時の荷重入力
を平行かつ複数のエネルギ吸収部材によりエンジンまた
はパワートレーンに伝達して、初期荷重をさらに確実に
立ち上げることができる。

【００１７】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は自動車の前部車体構造を示し、図１〜図
４において車両の前後方向に延びる左右一対の鋼板製の
フロントサイドフレーム１１，１１を設け、これら各フ
ロントサイドフレーム１１，１１の後部にはフロアフレ
ーム部１２，１２を一体的に形成している。

【００１８】上述のフロントサイドフレーム１１，１１
の前端部には接合フランジ部１３，１３を設ける一方、
後端部に接合フランジ部１４，１４が形成された連結部
材１５，１５を設けて、フロントサイドフレーム１１前
端の接合フランジ部１３と連結部材１５後端の接合フラ
ンジ部１４とを連結固定することで、フロントサイドフ
レーム１１，１１の前端に上述の連結部材１５，１５を
取付けている。

【００１９】また左右一対の連結部材１５，１５相互間
には車幅方向に延びるバンパレインフォースメント１６
を張架している。

【００２０】ここで、上述のバンパレインフォースメン
ト１６およびフロントサイドフレーム１１は何れも閉断
面構造を有する強度部材であり、また上述の連結部材１
５はクラッシュカン等の衝撃吸収部材で構成することが
できる。

【００２１】上述のフロントサイドフレーム１１の後部
上方には図３に示すように、車幅方向に延びるダッシュ
ロアパネル１７が設けられ、このダッシュロアパネル１
７よりも前部がエンジンルーム１８に設定され、ダッシ
ュロアパネル１７よりも後部が車室１９に設定されてい
る。

【００２２】一方、図１においてダッシュロアパネル１
７の下部位置と対応するようにフロントサイドフレーム
１１，１１間には車幅方向に延びるダッシュロアレイン
フォースメント２０が設けられている。

【００２３】またフロアフレーム部１２，１２の車外側
には該フロアフレーム部１２，１２と略平行になるよう
にサイドシル２１，２１が設けられ、これらサイドシル
２１の前端部とダッシュロアレインフォースメント２０
の両端と対応するフロントサイドフレーム１１外面との
間には、車体のねじれを防止する部材としてのトルクボ
ックス２２が張架されている。

【００２４】ところで、上述のエンジンルーム１８内に
おいて左右一対のフロントサイドフレーム１１，１１に
は複数のマウント部２３，２４を介してパワートレーン
２５が支持されている。

【００２５】このパワートレーン２５はエンジン２６と
ミッション部２７とを備えて、上述のフロントサイドフ
レーム１１，１１の間の位置において横置きに支持され
ている。ここで上記複数のマウント部２３，２４のうち
のエンジン２６側のマウント部２３は、エンジン２６側
のブラケット２３ａと、右側のフロントサイドフレーム
１１に設けられたブラケット２３ｂ，２３ｂと、マウン
トラバー部材２３ｃとを備えている。

【００２６】またミッション部２７側のマウント部２４
は、ミッション部２７側のブラケット２４ａと、左側の
フロントサイドフレーム１１に設けられたブラケット２
４ｂ，２４ｂと、マウントラバー２４ｃ，２４ｃとを備
えている。

【００２７】一方、上述のフロントサイドフレーム１１
の下部にはエンジン２６を含むパワートレーン２５およ
びフロントサスペンションを支持する鋼板製のペリメー
タフレーム３０(perimeter frame、枠型フレーム)が設
けられている。

【００２８】このペリメータフレーム３０は図５に示す
ように、フロントサイドフレーム１１，１１の前部間に
おいて車幅方向に延びる前側部材３１と、ダッシュロア
パネル１７の近傍位置においてフロントサイドフレーム
１１，１１間に車幅方向に延びる後側部材３２と、右側
のフロントサイドフレーム１１の下方において車両の略
前後方向に延びる右側部材３３と、左側のフロントサイ
ドフレーム１１の下方において車両の略前後方向に延び
る左側部材３４とを、略井桁状に一体形成した枠型フレ
ームである。

【００２９】ここで、上述のペリメータフレーム３０に
おける右側部材３３および左側部材３４の前部には上方
へ隆起するブラケット３５，３５を介してマウント部３
６，３６が設けられ、上記両部材３３，３４の後部には
マウント部３７，３７が設けられ、前側のマウント部３
６，３６はその上下方向に対向するフロントサイドフレ
ーム１１，１１の下部に取付けられ、後側のマウント部
３７，３７は車体側のダッシュロアレインフォースメン
ト２０に取付けられている。

【００３０】なお、上述の後側のマウント部３７，３７
を車体側のトルクボックス２２，２２に取付けるべく、
ペリメータフレーム３０の平面視形状を変更してもよい
ことは勿論である。

【００３１】上述のパワートレーン２５においてエンジ
ン２６の前方部と、ミッション部２７の前方部とにし荷
重受け部２６ａ，２７ａを一体的に設け、これら両荷重
受け部２５ａ，２７ａから車両前後方向の前方へ延びる
エネルギ吸収部材４０，４０を設けている。

【００３２】上述の各エネルギ吸収部材４０，４０は、
つぶれ初期荷重の向上を図るべくフレーム部材によって
構成され、これらの両エネルギ吸収部材４０，４０はパ
ワートレーン２５の前方左部と前方右部との両部から互
に平行に前方へ延設されている。

【００３３】また上述のエネルギ吸収部材４０の前端は
バンパレインフォースメント１６の前端と上下方向で略
対応する位置まで前方へ延設されていて、これら両エネ
ルギ吸収部材４０の前端はブラケット４１を用いてバン
パレインフォースメント１６の前端に取付けられてい
る。

【００３４】さらに上述の各エネルギ吸収部材４０，４
０の長手方向中間部の下面はペリメーフレーム３０にお
ける前側部材３１の上面に前後方向に移動可能(後退動
可能)に支持されている。つまり上記複数のエネルギ吸
収部材４０，４０の中間部下面はペリメータフレーム３
０を構成する前側部材３１の上面に後退動可能に上戴さ
れている。

【００３５】しかも、図６に要部を拡大して示すよう
に、上述の各エネルギ吸収部材４０，４０の後端とパワ
ートレーン２５におけるエンジン２６前方部の荷重受け
部２６ａとの間、並びにミッション部２７前方部の荷重
受け部２７ａとの間には、パワートレーン２５の振動を
許容するための間隙４２，４２が設けられており、通常
時(非衝突時)においては、これら各荷重受け部２６ａ、
２７ａの前面とエネルギ吸収部材４０，４０の後端とが
離反し、車両衝突時にあってはエネルギ吸収部材４０，
４０の後端が荷重受け部２６ａ，２７ａ前面の凸部２６
ｂ，２７ｂに嵌まり込んで該エネルギ吸収部材４０，４
０の後端が左右方向に位置ずれしないように構成してい
る。

【００３６】このように構成した自動車の前部車体構造
の作用を以下に説明する。通常時(車両の非衝突時)にお
いてはパワートレーン２５とエネルギ吸収部材４０，４
０との間には上述の間隙４２，４２(図６参照)が存在す
るので、エンジン駆動によりパワートレーン２５が振動
しても両者４０，２６ａ間および両者４０，２７ａ間の
接触が防止され、異音発生およびノイズの発生を阻止す
ることができると共に、エンジン２６の慣性モーメント
が大きくなることをも防止することができる。

【００３７】一方、車両が正面衝突すると、衝突時の荷
重は図１に矢印ａで示すようにバンパレインフォースメ
ント１６および連結部材１５を介してフロントサイドフ
レーム１１に伝達されると共に、バンパレインフォース
メント１６およびブラケット４１を介してエネルギ吸収
部材４０，４０にも伝達される(図１の矢印ｂ参照)。

【００３８】このエネルギ吸収部材４０，４０に衝突荷
重が入力されると、これらエネルギ吸収部材４０，４０
はペリメータフレーム３０の前側部材３１で前後方向に
移動可能に支持されているので、これらのエネルギ吸収
部材４０，４０が後退動して間隙４２，４２がなくなっ
た後に、衝突荷重をパワートレーン２５に伝達する。な
お、パワートレーン２５が受けた衝突荷重は図１に矢印
ｃで示すようにマウント部２３，２４からフロントサイ
ズフレーム１１，１１に伝達される。

【００３９】また、上述の間隙４２，４２がなくなる時
点においては、エネルギ吸収部材４０，４０の後端側は
荷重受け部２６ａ，２７ａ前面の凸部２６ｂ，２７ｂに
嵌まり込むので、左右のエネルギ吸収部材４０，４０の
後端側が車幅方向に位置ずれを起こすことなく、衝突荷
重をパワートレーン２５に確実に伝達することができ
る。

【００４０】このように、車両の正面衝突時に複数のエ
ネルギ吸収部材４０，４０に入力された衝突荷重をパワ
ートレーン２５に伝達するので、正突時において衝突初
期のエネルギ吸収荷重(つぶれ初期の減速度)を高めるこ
とができる。

【００４１】図７はエネルギ吸収部材４０，４０を有す
るこの実施例の特性ｄと、エネルギ吸収部材４０，４０
を有さない比較例の特性ｅとを対比して示す特性図で、
横軸に車体つぶれ量をとり、縦軸に車体の減速度いわゆ
る車体Ｇをとっている。

【００４２】図７の特性図からも明かなように、この実
施例の特性ｄは衝突荷重を左右一対のフロントサイドフ
レーム１１，１１に加えて、エネルギ吸収部材４０，４
０を介してパワートレーン２５で受け、衝突初期の耐力
が大幅に向上するので、衝突初期のエネルギ吸収荷重
(つぶれ初期の減速度)を大幅に増大させることができ、
この結果、乗員に付勢される荷重値を大幅に低減するこ
とができる。

【００４３】このように図１〜図７で示した実施例の自
動車の前部車体構造は、左右一対のフロントサイドフレ
ーム１１，１１を備えた自動車の前部車体構造であっ
て、上記各フロントサイドフレーム１１，１１の間の位
置において支持されるパワートレーン２５と、上記パワ
ートレーン２５の前方部において車体前後方向に配設さ
れたエネルギ吸収部材４０，４０とを備えたものであ
る。上記構成によれば、車両の正面衝突時に上述のエネ
ルギ吸収部材４０，４０に入力された荷重入力をパワー
トレーン２５に伝達することができる。

【００４４】このため正突時に衝突初期のエネルギ吸収
荷重(つぶれ初期の減速度)を図７に実線の特性ｄで示す
ように高めて、乗員に付勢される荷重値を低減すること
ができる。また衝突エネルギをパワートレーン２５で受
けるので、フロントサイドフレーム１１，１１の曲がり
を少なくすることができる。

【００４５】しかも、上記エネルギ吸収部材４０，４０
の前端はバンパレインフォースメント１６(車幅方向に
延びる強度部材)の前端と略対応する位置に設定された
ものである。この構成によれば、エネルギ吸収部材４
０，４０の前端をバンパレインフォースメント１６前端
と略同位置まで延設したので、衝突時のエネルギ吸収荷
重を衝突初期から立ち上げることができ、つぶれ初期の
減速度をより一層良好に高めることができる。

【００４６】さらに、上記エネルギ吸収部材４０，４０
の後端とパワートレーン２５との間には、パワートレー
ン２５の振動を許容する間隙４２(図６参照)が設けられ
たものである。

【００４７】この構成によれば、上述の間隙４２により
パワートレーン２５の振動が許容されるので、エネルギ
吸収部材４０，４０はパワートレーン２５の振動を受け
ない。しかも、車両衝突時にはエネルギ吸収部材４０，
４０の後退により上記間隙４２がなくなって、入力荷重
をパワートレーン２５に確実に伝達することができる。
さらには通常時においてエネルギ吸収部材４０にはエン
ジン振動が伝達されていないので、該エネルギ吸収部材
４０が振動することはなく、エンジンルーム１８にエネ
ルギ吸収部材４０を設ける際に、エネルギ吸収部材４０
の振動を考慮する必要がなく、エンジンルーム１８のス
ペースを阻害しない。

【００４８】また、上記エネルギ吸収部材４０，４０は
その前端をバンパレインフォースメント１６に取付ける
と共に、エネルギ吸収部材４０，４０の中間部をペリメ
ータフレーム３０(特に前側部材３１参照)に前後方向に
移動可能に支持させたものである。

【００４９】この構成によれば、エネルギ吸収部材４
０，４０の前端はバンパレインフォースメント１６に、
または中間部はペリメータフレーム３０にそれぞれ支持
されるので、このエネルギ吸収部材４０，４０の支持が
確実となり、衝突時には該エネルギ吸収部材４０，４０
の前後方向への移動(つまり後退動)によりパワートレー
ン２５に衝突荷重を確実に伝達することができる。

【００５０】加えて、上記エネルギ吸収部材４０，４０
を設け、これら複数のエネルギ吸収部材４０，４０はパ
ワートレーン２５の少なくとも前方左部と前方右部との
両部から互に平行に前方へ延出されたものである。

【００５１】この構成によれば、正面衝突時の荷重入力
を平行かつ複数のエネルギ吸収部材４０，４０によりパ
ワートレーン２５に伝達して、初期荷重をさらに確実に
立ち上げることができる。

【００５２】図８、図９は自動車の前部車体構造の他の
実施例を示し、先の実施例においてはエネルギ吸収部材
４０として角筒形状のフレーム部材を用いたが、この図
８、図９に示す実施例では、エネルギ吸収部材４０とし
て円筒形状のフレーム部材を用いて、衝突初期の耐力を
向上すべく構成したものである。

【００５３】このように構成しても、先の実施例とほぼ
同様の作用、効果を奏するので、図８、図９において前
図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明
を省略する。なお、上記各実施例においては、エネルギ
吸収部材４０，４０を車幅方向に離間させて合計２個設
けたが、２以上の複数のエネルギ吸収部材を設けてもよ
い。

【００５４】

【発明の効果】この発明によれば、左右一対のフロント
サイドフレーム間に支持されたエンジンまたはパワート
レーンの前方部において車両前後方向に配設されたエネ
ルギ吸収部材を設けたので、車両の正面衝突時にエネル
ギ吸収部材に入力された荷重入力をエンジンまたはパワ
ートレーンに伝達することができ、これにより正突時に
衝突初期の耐力および衝突初期のエネルギ吸収荷重を高
め、乗員に付勢される荷重値を低減することができ、ま
た衝突エネルギをエンジンまたはパワートレーンで受け
るので、フロントサイドフレームの曲がりを少なくする
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の自動車の前部車体構造を示す平面
図。

【図２】 図１の要部の斜視図。

【図３】 同側面図。

【図４】 自動車の前部車体構造を斜め下方から見た状
態で示す斜視図。

【図５】 ペリメータフレームの斜視図。

【図６】 図１の要部拡大図。

【図７】 車体つぶれ量に対する車体減速度の変化を示
す特性図。

【図８】 本発明の自動車の前部車体構造の他の実施例
を示す斜視図。

【図９】 図８の前部車体構造を斜め下方から見た状態
を示す斜視図。

【図１０】 従来の自動車の前部車体構造を示す平面
図。

【図１１】 従来構造の衝撃時の状態を示す平面図。

【符号の説明】 １１…フロントサイドフレーム １６…バンパレインフォースメント ２５…パワートレーン ２６…エンジン ３０…ペリメータフレーム ４０…エネルギ吸収部材 ４２…間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中本 晶子 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3D003 AA05 BB01 CA09 DA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左右一対のフロントサイドフレームを備え
   た自動車の前部車体構造であって、上記各フロントサイ
   ドフレームの間の位置において支持されるエンジンまた
   はパワートレーンと、上記エンジンまたはパワートレー
   ンの前方部において車体前後方向に配設されたエネルギ
   吸収部材とを備えた自動車の前部車体構造。
2. 【請求項２】上記エネルギ吸収部材の前端はバンパレイ
   ンフォースメントの前端と略対応する位置に設定された
   請求項１記載の自動車の前部車体構造。
3. 【請求項３】上記エネルギ吸収部材の後端とエンジンま
   たはパワートレーンとの間には、該エンジンまたはパワ
   ートレーンの振動を許容する間隙が設けられた請求項１
   または２記載の自動車の前部車体構造。
4. 【請求項４】上記エネルギ吸収部材はその前端をバンパ
   レインフォースメントに取付けると共に、エネルギ吸収
   部材の中間部をペリメータフレームに前後方向に移動可
   能に支持させた請求項３記載の自動車の前部車体構造。
5. 【請求項５】上記エネルギ吸収部材を設け、これら複数
   のエネルギ吸収部材はエンジンまたはパワートレーンの
   少なくとも前方左部と前方右部との両部から互に平行に
   前方へ延出された請求項１，２，３または４記載の自動
   車の前部車体構造。